Arduino Nano 33 IoT

概要

Arduino Nano 33 IoTは、既存のデバイスをIoTの一部として強化したり、新しいデバイスを作成したり、ピコ・ネットワーク・アプリケーションを設計するための、最も簡単で安価なエントリー・ポイントです。Nano 33 IoTは、オフィスや家庭のルーターに接続されたセンサーネットワークの構築や、携帯電話にデータを送信するBLEデバイスの作成など、基本的なIoTアプリケーションのシナリオの多くに対応するワンストップ・ソリューションです。

このボードのメインプロセッサは、低消費電力のArm® Cortex®-M0 32ビットSAMD21です。WiFiとBluetooth®の接続は、2.4GHz帯で動作する低消費電力のチップセットであるu-bloxのモジュール、NINA-W10で行います。さらに、マイクロチップ社のECC608暗号チップを搭載し、安全な通信を実現しています。さらに、6軸のIMUも搭載しているので、シンプルな振動アラームシステムや歩数計、ロボットの相対的な位置決めなどに最適です。

WiFiとArduino IoTクラウド

Arduinoでは、LEDを点滅させるのと同じくらい簡単にWiFiネットワークに接続できるようにしました。ボードを既存のWiFiネットワークに接続したり、独自のArduinoアクセスポイントを作成したりすることができます。Nano 33 IoTに提供されている具体的な例は、WiFiNINAライブラリの参照ページで見ることができます。

また、ボードをArduino独自のクラウド・サービスに接続することもできます。ここでは、Arduinoボードをクラウドに接続するための例をいくつか紹介します。

  • Arduino独自のIoTクラウド。ArduinoのIoTクラウドは、接続されているすべてのモノの安全な通信を確保するためのシンプルで迅速な方法です。こちらをご覧ください。
  • Blynk:Blynkに接続して、少ないコードでスマホからボードを操作するコミュニティのシンプルなプロジェクトです。
    IFTTT:IFTTTに接続されたスマートプラグを構築するための詳細なケースをご覧ください。
  • AWS IoT Core:Amazon Web Servicesに接続する方法について、この例を作りました。
  • Azure: 温度センサーをAzureのクラウドに接続する方法を説明した
  • githubリポジトリをご覧ください。
  • Firebase: GoogleのFirebaseに接続する方法は、このArduinoライブラリで説明しています。

注:上記の例のほとんどはMKR WiFi 1010で実行されていますが、どちらのボードも同じプロセッサとワイヤレスチップセットを搭載しているので、Nano 33 IoTで再現することができます。

Bluetooth®とBLE

Nano 33 IoTに搭載されている通信チップセットは、BLEおよびBluetooth®のクライアントとホストデバイスの両方になることができます。マイクロコントローラ・プラットフォームの世界ではかなりユニークなことです。Bluetooth®のセントラルデバイスやペリフェラルデバイスがどれほど簡単に作れるかを知りたい方は、ArduinoBLEライブラリのサンプルをご覧ください。

ハックできるようにしています

Nano 33 IoTは、実験を可能にするデュアル・プロセッサ・デバイスです。WiFiNINAモジュールをハックすれば、例えば、WiFiとBLE / Bluetooth®の両方を一度にボード上で利用することができます。また、メインのマイクロコントローラーがモーターやスクリーンなどの低レベルのデバイスを制御している間に、超軽量バージョンのLINUXをモジュール上で動作させることも可能です。これらの実験的な技術は、高度なハッキングを必要とします。これらは、モジュールのファームウェアを変更することで可能になります。ファームウェアは、私たちのgithubリポジトリにあります。

注意:この種のハッキングは、WiFiNINAモジュールの認証を破ることになりますので、ご自身の責任で行ってください。

関連ボード

以前のArduinoデザインからのアップグレードを検討している場合や、同様の機能を持つボードに興味がある場合、Arduinoでは以下を見つけることができます。

  • Arduino MKR WiFi 1010:Nano 33 IoTのProバージョンで、加速度センサーはありませんが、バッテリーチャージャーと、外部I2Cボード用のArduino Eslovコネクターが含まれています。詳しくはこちらをご覧ください。
  • Arduino Uno WiFi rev2: MKR WiFi 1010の教育用バージョンで、USB-Bコネクタと内蔵加速度センサを備えています。詳しくはこちらをご覧ください。
  • MKR WiFi 1000: Nano 33 IoTとは異なるチップセットを搭載しているため、WiFiアプリケーションしか実行できません。詳しくはこちらをご覧ください。

技術スペック

Arduino Nano 33 IoTは、SAMD21マイクロコントローラーをベースにしています。

MICROCONTROLLER SAMD21 Cortex®-M0+ 32bit low power ARM MCU (datasheet)
RADIO MODULE u-blox NINA-W102 (datasheet)
SECURE ELEMENT ATECC608A (datasheet)
OPERATING VOLTAGE 3.3V
INPUT VOLTAGE (LIMIT) 21V
DC CURRENT PER I/O PIN 7 mA
CLOCK SPEED 48MHz
CPU FLASH MEMORY 256KB
SRAM 32KB
EEPROM none
DIGITAL INPUT / OUTPUT PINS 14
PWM PINS 11 (2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 16 / A2, 17 / A3, 19 / A5)
UART 1
SPI 1
I2C 1
ANALOG INPUT PINS 8 (ADC 8/10/12 bit)
ANALOG OUTPUT PINS 1 (DAC 10 bit)
EXTERNAL INTERRUPTS All digital pins (all analog pins can also be used as interrput pins, but will have duplicated interrupt numbers)
LED_BUILTIN 13
USB Native in the SAMD21 Processor
IMU LSM6DS3 (datasheet)
LENGTH 45 mm
WIDTH 18 mm
WEIGHT 5 gr (with headers)

OSH:回路図
Arduino Nano 33 IoTはオープンソースのハードウェアです! 以下のファイルを使って自分のボードを作ることができます。

▶電子回路[EAGLE FILE ZIP]
▶電子回路[PDF]
▶FRITZING[FRITZING]

Pinout Diagram

▶完全なピンアウト図のPDFをダウンロードするにはここをクリックしてください。
▶フリッツィング部分のダウンロードはこちら

プログラミング&デバッグポート

ボードの下側、通信モジュールの下には、デバッグ信号が100ミルピッチで3×2のテストパッドとして配置されています。ピン1は左下で、左にUSBコネクター、右にテストパッドが配置されています。正確な配置は、ダウンロードしたピンアウト図をご確認ください。

NINAモジュールのピンの入手方法

NINA W102のピンの中には、15+15ピンのヘッダー/パッドに接続され、モジュールのESP32で直接駆動できるものがあります。この場合、SAMD21の対応するピンが適切に3点支持されている必要があります。以下は、そのような信号のリストです。

SAMD21 Pin SAMD21 Acronym NINA Pin NINA Acronym Header Description
48 PB03 8 GPIO21 A7
14 PA09 5 GPIO32 A6
8 PB09 31 GPIO33 A5 / SCL
7 PB08 35 GPIO5 / GPIO19 A4 / SDA
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